JPH05112491A - Production of ethyl acetate - Google Patents

Production of ethyl acetate

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JPH05112491A
JPH05112491A JP3273870A JP27387091A JPH05112491A JP H05112491 A JPH05112491 A JP H05112491A JP 3273870 A JP3273870 A JP 3273870A JP 27387091 A JP27387091 A JP 27387091A JP H05112491 A JPH05112491 A JP H05112491A
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JP
Japan
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catalyst
reaction
acetic acid
ethyl acetate
ethylene
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Pending
Application number
JP3273870A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Inoue
薫 井上
Masao Iwasaki
正雄 岩崎
Kazuaki Matsui
和明 松井
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PURPOSE:To provide an extremely effective method for efficiently and stably producing industrially useful ethyl acetate in the liquid phase by using a heterogeneous catalyst. CONSTITUTION:Ethylene is reacted with acetic acid in the liquid phase under pressure of the ethylene by using a solid catalyst, having part of protons, possessed by phosphotunstic acid and substituted with cesium metallic cations and insoluble in the reactional phase as a catalyst to produce ethyl acetate. Since the catalyst is a heterogeneous catalyst, having extremely high reactional activity and insoluble in the reactional phase, recovery is facilitated and the method is suitable as an industrial method for production. Furthermore the reactional selectivity is excellent and the catalyst has its life of a long period.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は酢酸エチル塗料、各種の
化学品及び工業薬品の原料として有用であり、大量に消
費されている酢酸エチルの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing ethyl acetate, which is useful as a raw material for ethyl acetate paints, various chemicals and industrial chemicals and which is consumed in large quantities.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、酢酸エチルの製造方法として、広
く工業化されているものとしては、エタノールと酢酸と
のエステル化反応による製造法及びアセトアルデヒドの
金属アルコキサイド触媒存在下での二量化反応が知られ
ている。ここにおいて、エステル化反応による製造方法
は原料として酢酸の他にエタノールを使用し、このエタ
ノールは通常エチレンを原料として工業的に生産されて
おり、いわゆる二次原料であり且つ日本国内では国策上
高価な物質である。更に加えてエステル化反応は平衡反
応であり、反応の転化率を高めるためには、副生する水
を何らかの方法で継続的に反応系内から除去することが
必要となる。このことは、製造原料的にも又製造設備及
び用役的にも問題であり、改善の余地を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing ethyl acetate, which has been widely industrialized, a production method by an esterification reaction of ethanol and acetic acid and a dimerization reaction of acetaldehyde in the presence of a metal alkoxide catalyst are known. ing. Here, in the production method by the esterification reaction, ethanol is used as a raw material in addition to acetic acid, and this ethanol is usually industrially produced from ethylene as a raw material, and is a so-called secondary raw material and expensive in Japan due to national policy. It is a substance. Furthermore, the esterification reaction is an equilibrium reaction, and in order to increase the conversion rate of the reaction, it is necessary to continuously remove by-produced water from the reaction system by some method. This is a problem in terms of raw materials for production, production equipment and utility, and there is room for improvement.

【0003】又、アセトアルデヒドの二量化反応(いわ
ゆるティシチエンコ反応)においては原料であるアセト
アルデヒドがエチレンから製造される二次原料である。
又、この二量化反応は温和で高い転化率と選択率を達成
することが知られている。しかしながら、これに使用す
る触媒は通常アルミニウム等の金属のアルコキサイドで
あり、二量化反応の副反応としてアセトアルドールの生
成とこの脱水反応が避けがたく、この脱水によって生成
した水により、金属アルコキサイド触媒は容易に分解さ
れる。従って、原料的にも又、触媒の寿命的にも大きな
問題点を抱えている。ここにおいて、新たな酢酸エチル
の製造方法としてエチレンを原料とした酢酸エチルの製
造方法が盛んに研究されている。この製造方法は酢酸の
エチレンへの直接付加反応として進行、触媒として酸触
媒が用いられている。
Further, in the dimerization reaction of acetaldehyde (so-called Tishitienko reaction), acetaldehyde which is a raw material is a secondary raw material produced from ethylene.
Further, it is known that this dimerization reaction achieves a high conversion rate and high selectivity in a mild manner. However, the catalyst used for this is usually an alkoxide of a metal such as aluminum, and the formation of acetoaldol as a side reaction of the dimerization reaction and this dehydration reaction are unavoidable, and the metal alkoxide catalyst is formed by the water generated by this dehydration. Easily disassembled. Therefore, there are major problems in terms of raw material and life of the catalyst. Here, as a new method for producing ethyl acetate, a method for producing ethyl acetate using ethylene as a raw material has been actively studied. This production method proceeds as a direct addition reaction of acetic acid to ethylene, and an acid catalyst is used as a catalyst.

【0004】例えば、液相触媒反応として特開昭55−
160745号においては、トリフルオロメタンスルホ
ン酸を触媒とし、特公昭63−51060では金属カチ
オン交換されたナトリウムベントナイトを触媒とし、又
特公昭56−30334号では反応液に可溶なタングス
テンのヘテロポリ酸又はその酸性金属塩を触媒としてい
る。このうち、トリフルオロメタンスルホン酸触媒を使
用した場合には反応成績は良好であるが、トリフルオロ
メタンスルホン酸自体高価でありかつ、非常に不安定な
ものである。加えて、極めて強い酸性を示し、反応器等
の腐食が大きい液相均一触媒である。同様にタングステ
ンのヘテロポリ酸及びこれの酸性金属置換触媒も液相均
一触媒であり、腐食は大きい。更にこれら液相均一触媒
は生成物である酢酸エチルとの分離は容易であるが、反
応中に生成した副生物の中でも高沸点物との分離は極め
て困難であり、実質的には触媒の回収再生は不可能であ
り、その結果触媒活性は阻害されその寿命の低下を来
す。又、金属カチオン交換されたベントナイト触媒で
は、反応収率を上げるためには、大量に触媒を必要とし
且つ250℃と高温で反応を実施する必要がある。言い
換えれば触媒活性が低いという問題点がある。
For example, a liquid phase catalytic reaction is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-
In Japanese Patent No. 160745, trifluoromethanesulfonic acid is used as a catalyst, in Japanese Patent Publication No. 63-51060, sodium cation-exchanged sodium bentonite is used as a catalyst, and in Japanese Patent Publication No. 56-30334, a heteropoly acid of tungsten soluble in a reaction solution or its compound is used. The catalyst is an acidic metal salt. Among them, when a trifluoromethanesulfonic acid catalyst is used, the reaction results are good, but trifluoromethanesulfonic acid itself is expensive and very unstable. In addition, it is a liquid-phase homogeneous catalyst that exhibits extremely strong acidity and has large corrosion in reactors and the like. Similarly, the heteropoly acid of tungsten and the acidic metal substitution catalyst thereof are liquid phase homogeneous catalysts, and have large corrosion. Furthermore, these liquid phase homogeneous catalysts are easy to separate from the product ethyl acetate, but it is extremely difficult to separate from the high boiling substances among the by-products formed during the reaction, and the recovery of the catalyst is practically impossible. Regeneration is not possible, as a result of which the catalytic activity is impaired and its life is shortened. In addition, a metal cation-exchanged bentonite catalyst requires a large amount of the catalyst and the reaction must be carried out at a high temperature of 250 ° C. in order to increase the reaction yield. In other words, there is a problem that the catalytic activity is low.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酢酸
とエチレンとの付加反応により酢酸エチルを酢酸の液相
状態で温和な条件で高選択率及び高転化率で製造すると
共に触媒を不均一化し触媒分離を容易とし、加えて反応
器の腐食等を逓減する酢酸エチルの製造方法を提供する
事を目的としている。
The object of the present invention is to produce ethyl acetate by a reaction of addition of acetic acid and ethylene in a liquid phase state of acetic acid under a mild condition with a high selectivity and a high conversion rate and to produce a catalyst. It is an object of the present invention to provide a method for producing ethyl acetate which is homogenized and facilitates catalyst separation, and in addition, gradually reduces corrosion and the like of a reactor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、酢酸エチ
ルのプロセス的及び反応的に有効な製造方法を検討し、
酢酸とエチレンとの酢酸の液相状態での付加反応が優れ
た製造方法である事に着目し、従来の欠点である触媒活
性の低さ、触媒の活性低下、触媒の分離性の問題点、反
応器の腐食等の種々の問題点を解決すべく鋭意検討した
ところ、触媒としてリンタングステン酸のプロトンの一
部をセシウムカチオンで置換した触媒を反応系に存在さ
せる事により液相不均一触媒として極めて効率良く進行
し、且つ容易に触媒の分離回収可能で長時間安定に遂行
する事を見出し本発明方法を完成するに到った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have investigated a processically and reactively effective production method of ethyl acetate,
Focusing on the fact that the addition reaction of acetic acid and ethylene in the liquid phase of acetic acid is an excellent production method, the conventional drawbacks are low catalytic activity, low catalytic activity, and problems of separability of the catalyst. As a result of intensive studies to solve various problems such as reactor corrosion, a liquid phase heterogeneous catalyst was obtained by allowing a catalyst in which part of the protons of phosphotungstic acid was replaced by a cesium cation to exist in the reaction system. The inventors have found that the process proceeds extremely efficiently, the catalyst can be easily separated and recovered, and the catalyst can be stably carried out for a long time, thus completing the method of the present invention.

【0007】即ち、リンタングステン酸のプロトンの一
部をセシウム金属カチオンで置換された不均一固体触媒
の存在下に、酢酸とエチレンを酢酸の液相状態で反応さ
せる事を特徴とする酢酸エチルの製造方法であり、一般
式:(M1)a(P)b(W)c(O)d(H)e(但し、M1は金属原子を表
し、P はリン原子W はタングステン原子を表し、O は酸
素原子、H は水素原子を表す。更にa は0、1、2の整
数であり、b は1または2の整数であり、cは20以下
の正の整数であり、dは100以下の正の整数であり、
eは10以下の正の整数である。)で表されるリンタン
グステン酸の水素原子( 実質的には水素カチオンの形態
である )の一部をセシウム金属( 実質的にはセシウムカ
チオン) で置換した一般式(M1)a(P)b(W)c(O)d(H)e-f(C
s)f( 但し、e>f でありf は正の実数である) で表され
るリンタングステン酸系のヘテロポリ酸である。又M1
元素記号Vで表される元素であるものも好ましく、タン
グストリン酸を用いると特に好ましい。以下本発明方法
を詳細に説明する。
That is, acetic acid and ethylene are reacted in the liquid phase state of acetic acid in the presence of a heterogeneous solid catalyst in which a part of the protons of phosphotungstic acid is replaced by a cesium metal cation. The production method is represented by the general formula: (M 1 ) a (P) b (W) c (O) d (H) e (wherein M 1 represents a metal atom, P represents a phosphorus atom W represents a tungsten atom, and , O is an oxygen atom, H is a hydrogen atom, a is an integer of 0, 1, 2 and b is an integer of 1 or 2, c is a positive integer of 20 or less, and d is 100. Is a positive integer
e is a positive integer of 10 or less. ) A general formula (M 1 ) a (P) in which a part of hydrogen atoms of phosphotungstic acid (substantially in the form of hydrogen cation) is replaced with cesium metal (substantially cesium cation) b (W) c (O) d (H) ef (C
s) f (where e> f and f is a positive real number) is a phosphotungstic acid-based heteropoly acid. It is also preferable that M 1 is an element represented by the symbol V, and it is particularly preferable to use tungstophosphoric acid. The method of the present invention will be described in detail below.

【0008】本発明方法において使用する酢酸は特に精
製の必要はなく、一般的な試薬純度の酢酸をそのまま使
用しても何ら差し支えない。又、通常の工業薬品として
得られる酢酸を使用して差し支えない。
The acetic acid used in the method of the present invention does not need to be particularly purified, and acetic acid having a general reagent purity can be used as it is. Also, acetic acid obtained as a usual industrial chemical may be used.

【0009】更に反応に使用するエチレンも同様に特に
精製の必要はなく、一般的な試薬純度もしくは通常の工
業製品として得られるものでも構わない。更にエタン等
の不純物が混入していても差し支えない。本発明方法に
おいて使用する触媒はリンタングステン酸のプロトンの
一部をセシウム金属カチオンで交換したものであり、一
般式(M1)a(P)b(W)c(O)d(H)e-f(Cs)f( 但しM1は元素記号
V 等で表される元素であり、P はリン原子、W はタング
ステン原子、O は酸素原子、H は水素原子を表し、Csは
セシウム原子を表す。a は0、1又は2、b は1、2又
3、cは20以下の正の整数、dは100以下の正の整
数、eは10以下の正の整数、fはeを越えない正の実
数)で表されるプロトンの一部をCs+イオンで交換さ
れたヘテロポリ酸である。具体的にはドデカタングスト
リン酸(PW12O40H3) 、のプロトンの一部をCsイオン交
換したドデカタングストリン酸 (PMo12O40H3-fCsf) 及
びこれらのタングテン原子の1つ又は2つ以上をバナジ
ウム原子に置き換えた構造を有するヘテロポリ酸等が最
も入手し易いヘテロポリ酸として挙げられる。ここにお
いてこれらリンタングステン酸のプロトンをセシウム金
属カチオンと置換する置換率について述べる。プロトン
のセシウムカチオンへの交換率は特に限定はされない
が、好ましくは1%から99%(例えば上記ドデカタン
グストリン酸における分子式でfの値が0.03から
2.97)であり、10%から90%(fの値が0.3
から2.7)であれば更に好ましい。しかしながら、本
発明方法はこれらのヘテロポリ酸のみに限定されるもの
ではない。
Similarly, the ethylene used in the reaction does not need to be particularly purified, and may be a general reagent purity or one obtained as a general industrial product. Further, impurities such as ethane may be mixed. The catalyst used in the method of the present invention is one in which a part of the protons of phosphotungstic acid is exchanged with a cesium metal cation, and has the general formula (M 1 ) a (P) b (W) c (O) d (H) ef. (Cs) f (where M 1 is the element symbol
P is a phosphorus atom, W is a tungsten atom, O is an oxygen atom, H is a hydrogen atom, and Cs is a cesium atom. a is 0, 1 or 2, b is 1, 2 or 3, c is a positive integer of 20 or less, d is a positive integer of 100 or less, e is a positive integer of 10 or less, and f is a positive integer not exceeding e. Is a heteropoly acid in which a part of the protons represented by (C.) is exchanged with Cs + ions. Specifically, dodecatungstophosphoric acid (PW 12 O 40 H 3 ), dodecathungstophosphoric acid (PMo 12 O 40 H 3 -fCsf) obtained by Cs ion-exchange of a part of the protons, and one of these tung ten atoms or Heteropolyacids having a structure in which two or more of them are replaced by vanadium atoms are the most easily available heteropolyacids. Here, the substitution rate for substituting the proton of these phosphotungstic acid with the cesium metal cation will be described. The rate of exchange of protons for cesium cations is not particularly limited, but it is preferably 1% to 99% (for example, the value of f in the molecular formula of the above dodecatungstophosphoric acid is 0.03 to 2.97), and 10% to 10%. 90% (f value is 0.3
To 2.7) is more preferable. However, the method of the present invention is not limited to these heteropolyacids.

【0010】ヘテロポリ酸のプロトンをセシウム金属カ
チオンで置換する方法は、本発明方法においては特に限
定はされなく、セシウムカチオンとプロトンが交換され
うる方法であるならばいかなる方法で行っても差し支え
ない。実施し易い方法としては、ヘテロポリ酸の水溶液
等の溶液とセシウム化合物の溶液を攪拌混合する方法等
が挙げられる。セシウム化合物としても本発明方法にお
いては特に限定しない。入手し易いものとして、例え
ば、酢酸セシウム、炭酸セシウム、水酸化セシウムなど
が挙げられ、これらを用いて容易にヘテロポリ酸のプロ
トンをセシウムカチオンに置換出来る。
The method of substituting the proton of the heteropolyacid with the cesium metal cation is not particularly limited in the method of the present invention, and any method can be used as long as the cesium cation and the proton can be exchanged. Examples of a method that can be easily performed include a method of stirring and mixing a solution such as an aqueous solution of heteropolyacid and a solution of a cesium compound. The cesium compound is not particularly limited in the method of the present invention. Examples of easily available ones include cesium acetate, cesium carbonate, cesium hydroxide, etc., and these can be used to easily replace the proton of the heteropolyacid with a cesium cation.

【0011】本発明方法における酢酸とエチレンからの
酢酸エチルへの反応は、付加反応として進行する。その
際、反応は液相( 少なくとも酢酸が液相状態を維持した
状態) の不均一触媒反応として進行する。
The reaction of acetic acid and ethylene to ethyl acetate in the method of the present invention proceeds as an addition reaction. At that time, the reaction proceeds as a liquid phase heterogeneous catalytic reaction (at least in the state where acetic acid maintains the liquid phase state).

【0012】本発明方法は又、常圧、減圧、加圧の何れ
の条件においても実施することが可能である。高温で実
施する際には酢酸の液相状態を保ため必然的に加圧によ
り実施する。又反応平衡上から加圧反応が好ましい。
又、反応方式として特に限定するものではないが、連続
方式でもバッチ方式でもセミバッチ方式でも実施するこ
とが出来る。
The method of the present invention can be carried out under any conditions of normal pressure, reduced pressure and increased pressure. When it is carried out at a high temperature, pressurization is inevitably carried out in order to maintain the liquid phase state of acetic acid. Pressurized reaction is preferable from the viewpoint of reaction equilibrium.
The reaction system is not particularly limited, but a continuous system, a batch system or a semi-batch system can be used.

【0013】本発明方法を実施するにあたり、触媒及び
反応試剤(原料及び生成物)に対して不活性な溶媒もし
くは添加剤を添加することも出来る。具体的には、n−
ブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、
n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等である脂肪族
飽和炭化水素類、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼ
ン、キシレン、アニソール、キュメン、ニトロベンゼン
等の芳香族炭化水素類、シクロペンタン、アルキル置換
シクロペンタン類、アルコキシ置換シクロペンタン類、
ニトロ置換シクロペンタン類、シクロヘキサン、アルキ
ル置換シクロヘキサン類、アルコキシ置換シクロヘキサ
ン類、ニト置換シクロヘキサン類、シクロヘプタン、ア
ルキル置換シクロヘプタン類、アルコキシ置換シクロヘ
プタン類、ニトロ置換シクロヘプタン類、シクロオクタ
ン、アルキル置換シクロオクタン類、アルコキシ置換シ
クロオクタン類、ニトロ置換シクロオクタン類等の脂環
式飽和炭化水素類等や、窒素、アルゴン、空気、ヘリウ
ム等を溶媒もしくは希釈剤として使用することも可能で
ある。
In carrying out the method of the present invention, it is possible to add a solvent or an additive which is inert to the catalyst and the reaction reagents (raw materials and products). Specifically, n-
Butane, n-pentane, n-hexane, n-heptane,
Aliphatic saturated hydrocarbons such as n-octane, n-nonane, and n-decane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, anisole, cumene, and nitrobenzene, cyclopentane, alkyl-substituted cyclopentanes , Alkoxy-substituted cyclopentanes,
Nitro-substituted cyclopentanes, cyclohexane, alkyl-substituted cyclohexanes, alkoxy-substituted cyclohexanes, nito-substituted cyclohexanes, cycloheptane, alkyl-substituted cycloheptanes, alkoxy-substituted cycloheptanes, nitro-substituted cycloheptanes, cyclooctane, alkyl-substituted cyclohexanes It is also possible to use alicyclic saturated hydrocarbons such as octanes, alkoxy-substituted cyclooctanes and nitro-substituted cyclooctanes, and nitrogen, argon, air, helium and the like as a solvent or a diluent.

【0014】本発明方法において反応を実施する際に仕
込む酢酸及びエチレンの量的関係については特に限定は
されない。酢酸/エチレンの量比は0.1〜100(モ
ル比)の範囲である。例えば、酢酸の高い転化率を達成
しようとすれば、酢酸に対するエチレン比を1以上で行
うことが望ましく、又、エチレンの高い転化率を達成し
ようとすれば、エチレンに対する酢酸のモル比を1以上
で行うことが望ましい。
The quantitative relationship between acetic acid and ethylene charged when carrying out the reaction in the method of the present invention is not particularly limited. The acetic acid / ethylene amount ratio is in the range of 0.1 to 100 (molar ratio). For example, in order to achieve a high conversion of acetic acid, it is desirable to carry out the ethylene to acetic acid ratio of 1 or more, and in order to achieve a high conversion of ethylene, the molar ratio of acetic acid to ethylene should be 1 or more. It is desirable to do in.

【0015】又、本発明方法を実施するにあたり、添加
する触媒量は特に限定されることはないが、例えばバッ
チ式反応で行う際には、仕込みの酢酸に対してその重量
%で0.1から100重量%、好ましくは1から50重
量%ですることが推奨される。これ以下の量では反応の
進行は遅くなり、これ以上の量では反応は充分進行する
が経済的な観点等から好ましいとは言い難い。しかしな
がら、本発明方法においてはこの範囲外で実施すること
も可能であることは言うまでもない。
In carrying out the method of the present invention, the amount of catalyst to be added is not particularly limited. For example, in the case of a batch reaction, the amount of the catalyst added is 0.1% by weight based on the acetic acid charged. To 100% by weight, preferably 1 to 50% by weight. If the amount is less than this, the reaction proceeds slowly, and if the amount is more than this, the reaction proceeds sufficiently, but it is hard to say that it is preferable from the economical point of view. However, it goes without saying that the method of the present invention can be carried out outside this range.

【0016】本発明方法を実施するに際し、触媒及び反
応試剤の仕込み方法は特に限定はされなく、触媒、酢酸
及びエチレン等を同時に仕込んでも差し支えないが、通
常エチレンは気体であるので、酢酸及び触媒を仕込んだ
後、エチレンを圧入する方法が推奨される。又、触媒を
他の媒体等に懸濁させて仕込んでも差し支えない。
When carrying out the method of the present invention, the method of charging the catalyst and the reaction reagent is not particularly limited, and the catalyst, acetic acid, ethylene and the like may be charged at the same time. However, since ethylene is usually a gas, acetic acid and the catalyst are used. The method of press-fitting ethylene after charging is recommended. Further, the catalyst may be suspended and charged in another medium or the like.

【0017】本発明方法においてその実施する反応温度
は特に限定されることはなく、広範な温度範囲で実施す
ることが可能であるが、好ましくは0℃以上400℃以
下の範囲で、更に好ましくは50℃以上300℃以下で
実施することが推奨される。余りに低温で実施すれば反
応速度が低下し、余りに高温で実施すればエチレン等の
反応試剤などの熱安定性の低下をもたらし経済的でな
い。又生成物の分解等も起こり(エチレンと酢酸への逆
反応)有効に遂行しえない。
The reaction temperature in the method of the present invention is not particularly limited, and it can be carried out in a wide temperature range, but it is preferably in the range of 0 to 400 ° C., more preferably in the range of 0 to 400 ° C. It is recommended to carry out at 50 ° C or higher and 300 ° C or lower. If it is carried out at an excessively low temperature, the reaction rate will be lowered, and if it is carried out at an excessively high temperature, the thermal stability of the reaction agent such as ethylene will be deteriorated, which is not economical. In addition, decomposition of the product occurs (reverse reaction to ethylene and acetic acid), which cannot be effectively performed.

【0018】反応時間は、触媒量もしくは反応温度に依
存するが、触媒量を多量且つ高温度にすれば極めて短時
間(数秒以下程度)、触媒量を少量且つ低温度にすれば
長時間(24時間程度)である。反応終了後、目的生成
物は通常の蒸留操作等の分離操作によって取得すること
が出来る。更に触媒も原料及び生成物と容易に濾過等に
より分離出来る。
The reaction time depends on the amount of catalyst or the reaction temperature, but when the amount of catalyst is large and the temperature is high, it is extremely short (a few seconds or less), and when the amount of the catalyst is small and the temperature is low, it is long (24 It is about time). After completion of the reaction, the target product can be obtained by a separation operation such as a normal distillation operation. Further, the catalyst can be easily separated from the raw material and the product by filtration or the like.

【0019】本発明方法を実施する為の具体的な態様に
ついて述べる。本発明方法における実施方法に関しては
特に限定はされないが、実施し易い方法として以下の方
法が挙げられる。勿論、これらの方法のみに本発明方法
は限定されるものではない。 (1)攪拌装置を取り付けオートクレーブ中に所定量の
触媒、及び酢酸を必要であるならば溶媒等の希釈剤と共
に入れたのち、所定量のエチレンをオートクレーブ中に
圧入したのち加熱攪拌反応を行う。 (2)予め所定温度、所定圧力に保たれた反応器中に所
定量の触媒をいれ、エチレン及び酢酸を必要であるなら
ば溶媒等の希釈剤と共に連続的に導入し反応を行う方
法。 (3)予め所定量の酢酸及び触媒を入れ、所定温度に保
った反応器中にエチレンを所定の速度で連続的に流入さ
せで反応を行う方法。
A specific mode for carrying out the method of the present invention will be described. The method for carrying out the method of the present invention is not particularly limited, but the following methods are mentioned as methods that can be easily carried out. Of course, the method of the present invention is not limited to these methods. (1) A stirrer is attached, and a predetermined amount of catalyst and acetic acid are put into an autoclave together with a diluent such as a solvent if necessary, and then a predetermined amount of ethylene is pressed into the autoclave, followed by heating and stirring reaction. (2) A method in which a predetermined amount of catalyst is placed in a reactor which is previously kept at a predetermined temperature and a predetermined pressure, and ethylene and acetic acid are continuously introduced together with a diluent such as a solvent, if necessary, to carry out the reaction. (3) A method in which a predetermined amount of acetic acid and a catalyst are put in advance and ethylene is continuously flown into a reactor kept at a predetermined temperature at a predetermined rate to carry out the reaction.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明方法を実施例により更に具体的
に説明する。無論、本発明方法はこれら実施例のみに限
定されるものではない。 (1)反応生成物の定量 反応生成物は、所定時間、所定温度で反応を行った後、
室温にまで冷却し、反応液をガスクロマトグラフ法によ
り定量を行った。 (2)リンタングステン酸のプロトンのセシウムカチオ
ンによる部分置換 所定量のリンタングステン酸の水溶液を攪拌しながら、
この水溶液中に所定量の炭酸セシウムもしくは酢酸セシ
ウムの水溶液を徐々に添加した。添加の開始とともに白
色の沈澱が攪拌液中に析出した。セシウム化合物の添加
が終了した後、更に2時間攪拌を継続した。これを減圧
下、80℃で脱水及び乾燥を行い、白色固体を得た。こ
れを反応触媒として使用した。更にこの固体を電気炉中
350℃で乾燥したものも触媒として用いた。 (3)リンタングステン酸のプロトンのセシウムカチオ
ンによる置換量の算出 置換に使用したリンタングステン酸の有する全水素原子
数に(Aミリグラム原子) に対する置換に使用したセシ
ウム化合物の有する全セシウム原子数(Bミリグラム原
子)の比率とし、以下の式より算出した。従って、置換
量は平均値である。 算出式(%)=100(B/A) 尚、実施例表中の酢酸エチルの収率は仕込み酢酸を基準
とした。本実施例において、用いたCs置換したリンタ
ングステン酸の調製に使用したCs化合物は特記しない
限り、市販の炭酸セシウムを用いた。
EXAMPLES The method of the present invention will be described more specifically below with reference to examples. Of course, the method of the present invention is not limited to these examples. (1) Quantification of reaction product After the reaction product is reacted at a predetermined temperature for a predetermined time,
After cooling to room temperature, the reaction solution was quantified by gas chromatography. (2) Partial substitution of proton of phosphotungstic acid with cesium cation While stirring an aqueous solution of a predetermined amount of phosphotungstic acid,
A predetermined amount of an aqueous solution of cesium carbonate or cesium acetate was gradually added to this aqueous solution. A white precipitate was precipitated in the stirring liquid when the addition was started. After the addition of the cesium compound was completed, stirring was continued for another 2 hours. This was dehydrated and dried at 80 ° C. under reduced pressure to obtain a white solid. This was used as the reaction catalyst. Further, this solid was dried at 350 ° C. in an electric furnace and used as a catalyst. (3) Calculation of Substitution Amount of Proton of Phosphotungstic Acid by Cesium Cation Total number of hydrogen atoms of phosphotungstic acid used for substitution (A milligram atom) Total number of cesium atoms of cesium compound used for substitution (B) (B The ratio was calculated by the following formula. Therefore, the substitution amount is an average value. Calculation formula (%) = 100 (B / A) In addition, the yield of ethyl acetate in the examples table was based on the charged acetic acid. Unless otherwise specified, commercially available cesium carbonate was used as the Cs compound used in the preparation of the Cs-substituted phosphotungstic acid used in this example.

【0021】実施例1〜6 磁気攪拌装置を付けた200mlのオートクレーブ中に
所定量にセシウムカチオン交換し、350℃、5時間加
熱乾燥し完全に付着水もしくは結晶水を除いたドデカタ
ングストケイ酸3.0gと市販の99.5%酢酸(国産
化学)60.5gを仕込んだ後、市販の99.5%エチ
レン0.69モルをゆっくり酢酸に吸収させながら圧入
した。オートレブを500rpmで攪拌しながら加熱し
180℃5時間反応を行った。結果は表1に示した。
Examples 1 to 6 Dodecatungstosilicic acid 3 was prepared by exchanging cesium cations in a predetermined amount in a 200 ml autoclave equipped with a magnetic stirrer and heating and drying at 350 ° C. for 5 hours to completely remove attached water or crystal water. After charging 0.05 g and 60.5 g of commercially available 99.5% acetic acid (Kokusan Kagaku), 0.69 mol of commercially available 99.5% ethylene was slowly injected into acetic acid while being absorbed. The autorev was heated with stirring at 500 rpm and reacted at 180 ° C. for 5 hours. The results are shown in Table 1.

【0022】比較例1〜4 触媒を表2に掲げたものに代えそれぞれ3.0g使用し
た以外は総て実施例1と同一の条件で酢酸とエチレンの
反応を行った。結果は表1に示したように、本発明方法
の触媒に比べ酢酸エチルの収率は低かった。
Comparative Examples 1 to 4 The reaction between acetic acid and ethylene was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 3.0 g of each of the catalysts listed in Table 2 was used. As shown in Table 1, the yield of ethyl acetate was lower than that of the catalyst of the method of the present invention.

【0023】[0023]

【表1】 ─────────────────────────────────── Cs置換量(%) 酢酸転化率(%) 酢酸エチル収率(%) ─────────────────────────────────── 実施例1 15 17.2 16.9 実施例2 30 22.7 22.5 実施例3 50 28.3 28.0 実施例4 70 33.1 32.8 実施例5 83.3 34.6 34.3 実施例6 90 15.9 15.1 ───────────────────────────────────[Table 1] ─────────────────────────────────── Cs substitution (%) Acetic acid conversion (%) ) Ethyl acetate yield (%) ─────────────────────────────────── Example 1 15 17.2 16.9 Example 2 30 22.7 22.5 Example 3 50 28.3 28.0 Example 4 70 33.1 32.8 Example 5 83.3 34.6 34.3 Example 6 90 15 .9 15.1 ────────────────────────────────────

【0024】[0024]

【表2】 ─────────────────────────────────── 比較例 触媒 酢酸転化率(%) 酢酸エチル収率(%) ─────────────────────────────────── 1 ドデカタングストリン酸 2.4 2.1 2 ドデカタングストケイ酸 4.9 4.6 3 H−ZSM5 3.7 3.1 4 Alベントナイト(Al9.4w%) 2.2 1.3 ─────────────────────────────────── AlベントナイトはベントナイトをAlカチオン交換したもの 比較例1及び2に使用したヘテロポリ酸はすべて無結晶水物である。[Table 2] ─────────────────────────────────── Comparative example Catalyst Acetic acid conversion (%) Ethyl acetate Yield (%) ─────────────────────────────────── 1 Dodecatungstophosphoric acid 2.4 2. 12 Dodecatungstosilicic acid 4.9 4.6 3 H-ZSM5 3.7 3.1 4 Al Bentonite (Al 9.4w%) 2.2 1.3 ────────────── ────────────────────── Al bentonite is bentonite with Al cation exchange. The heteropolyacids used in Comparative Examples 1 and 2 are all amorphous water. .

【0025】実施例7 触媒を350℃乾燥処理しない83.3%Csカチオン
置換リンタングステン酸(このヘテロポリ酸1分子あた
り平均4.2分子の水を含む)3.0gとした以外は総
て実施例1〜6と同一の条件で酢酸とエチレンの反応を
行った。結果は酢酸転化率35.7%、酢酸エチル収率
35.5%であった。
Example 7 All tests were carried out except that the catalyst was not dried at 350 ° C., and was 3.0 g of 83.3% Cs cation-substituted phosphotungstic acid (containing an average of 4.2 molecules of water per molecule of this heteropolyacid). The reaction between acetic acid and ethylene was carried out under the same conditions as in Examples 1-6. The results were that the acetic acid conversion rate was 35.7% and the ethyl acetate yield was 35.5%.

【0026】実施例8〜11 エチレンの仕込み量をそれぞれ表3に掲げた量とした以
外は総て実施例5と同一の条件で酢酸とエチレンの反応
を行った。結果は表3に掲げた。
Examples 8 to 11 The reaction between acetic acid and ethylene was carried out under the same conditions as in Example 5, except that the amounts of ethylene charged were those listed in Table 3. The results are listed in Table 3.

【0027】[0027]

【表3】 ─────────────────────────────────── 実施例 エチレン仕込量(mol)酢酸転化率(%)酢酸エチル収率(%) ─────────────────────────────────── 8 0.42 26.7 26.2 9 0.61 32.4 31.9 10 0.80 38.9 38.8 11 1.03 44.2 44.0 ───────────────────────────────────[Table 3] ─────────────────────────────────── Example Ethylene charge (mol) Acetic acid conversion rate (%) Ethyl acetate yield (%) ─────────────────────────────────── 8 0.42 26 .7 26.2 9 0.61 32.4 31.9 10 0.80 38.9 38.8 11 1.03 44.2 44.0 ──────────────── ─────────────────────

【0028】実施例12〜14 反応時間を2、3、8時間とした以外は総て実施例5と
同一の条件で反応を行った。結果は表4に示したよう
に、反応時間の増大とともに酢酸エチルの収率は増加し
た。
Examples 12 to 14 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 5, except that the reaction time was 2, 3 and 8 hours. As shown in Table 4, the yield of ethyl acetate increased as the reaction time increased.

【0029】[0029]

【表4】 ─────────────────────────────────── 実施例 反応時間(Hr) 酢酸転化率(%) 酢酸エチル収率(%) ─────────────────────────────────── 12 2 17.3 16.9 13 3 22.7 22.5 14 8 39.2 38.9 ───────────────────────────────────[Table 4] ─────────────────────────────────── Example Reaction time (Hr) Acetic acid conversion rate ( %) Ethyl acetate yield (%) ─────────────────────────────────── 12 2 17.3 16 9.9 13 3 22.7 22.5 14 8 39.2 38.9 ──────────────────────────────── ───

【0030】実施例15、16 反応温度を130℃及び150℃とした以外は総て実施
例5と同一の条件で反応を行った。結果は表5に示した
ように、反応温度の低下は反応速度を低下させたが、な
おも良好な収率で酢酸エチルが生成した。
Examples 15 and 16 The reaction was carried out under the same conditions as in Example 5, except that the reaction temperatures were 130 ° C and 150 ° C. The results, as shown in Table 5, showed that lowering the reaction temperature reduced the reaction rate, but ethyl acetate was still produced in good yield.

【0031】[0031]

【表5】 ─────────────────────────────────── 実施例 反応温度(℃) 酢酸転化率(%) 酢酸エチル収率(%) ─────────────────────────────────── 15 130 14.3 14.0 16 150 22.7 22.5 ───────────────────────────────────[Table 5] ─────────────────────────────────── Example Reaction temperature (℃) Acetic acid conversion rate ( %) Ethyl acetate yield (%) ─────────────────────────────────── 15 130 13.4.3 14 0.0 16 150 22.7 22.5 ────────────────────────────────────

【0032】実施例17 実施例5と全く同一の条件で反応を行った後、オートク
レ−ブから液体を分離回収し、残った固体(触媒)をそ
のままとし、これに酢酸及びエチレンを実施例5と同一
量及び同一の方法で仕込み、再度180℃、5時間同様
に反応を繰り返した。これをその後3回繰り返し、合計
5回の繰り返し反応を行った。結果は表6に示したよう
に、その都度、同様な収率で酢酸エチルが生成し、触媒
の劣化は確認出来なかった。
Example 17 After the reaction was carried out under exactly the same conditions as in Example 5, the liquid was separated and recovered from the autoclave, the remaining solid (catalyst) was left as it was, and acetic acid and ethylene were added thereto. The same amount and the same method were used, and the reaction was repeated again at 180 ° C. for 5 hours. This was repeated 3 times thereafter, and the reaction was repeated 5 times in total. As a result, as shown in Table 6, ethyl acetate was produced in a similar yield each time, and deterioration of the catalyst could not be confirmed.

【0033】[0033]

【表6】 ─────────────────────────────────── 反応回 酢酸転化率(%) 酢酸エチル収率(%) ─────────────────────────────────── 1 33.4 33.0 2 34.6 34.2 3 33.7 33.6 4 35.1 34.8 5 35.6 35.3 ───────────────────────────────────[Table 6] ─────────────────────────────────── Reaction times Acetic acid conversion rate (%) Ethyl acetate yield Rate (%) ─────────────────────────────────── 1 33.4 33.0 2 34.6 34.2 3 33.7 33.6 4 35.1 34.8 5 35.6 35.3 ─────────────────────────── ─────────

【0034】実施例18 触媒を酢酸セシウムを用いてカチオン置換したドデカタ
ングストリン酸(Cs置換率83.3%)3.0gに代
えた以外は総て実施例5と同一の条件で酢酸とエチレン
の反応を行った。この結果、酢酸の転化率は33.9
%、酢酸エチルの収率は33.6%であった。これは、
ヘテロポリ酸のプロトンをCsカチオンで置換するに使
用する、セシウム化合物は酢酸セシウムも使用出来るこ
とを意味する。
Example 18 Acetic acid and ethylene were prepared under the same conditions as in Example 5 except that the catalyst was replaced by 3.0 g of dodecatungstophosphoric acid (Cs substitution rate 83.3%) cation-substituted with cesium acetate. Was carried out. As a result, the conversion rate of acetic acid was 33.9.
%, The yield of ethyl acetate was 33.6%. this is,
The cesium compound used to replace the protons of the heteropolyacid with Cs cations means that cesium acetate can also be used.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明方法を実施することにより、液相
反応により、高い生成収率とともに容易に触媒を分離回
収、再使用可能な条件で、酢酸エチルを高選択率かつ、
高収率で製造することが可能な方法を提供出来る。
EFFECT OF THE INVENTION By carrying out the method of the present invention, by a liquid phase reaction, ethyl acetate has a high selectivity and a high production yield and can be easily separated and recovered and reused.
It is possible to provide a method capable of producing a high yield.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酢酸の存在する液相中にリンタングステ
ン酸の有するプロトンの一部をセシウムカチオンで交換
された不溶解性不均一触媒の存在下にエチレンと酢酸を
酢酸が液状態として反応させることを特徴とする酢酸エ
チルの製造方法。
1. In the presence of an insoluble heterogeneous catalyst in which part of protons of phosphotungstic acid is exchanged with cesium cations in a liquid phase containing acetic acid, ethylene and acetic acid are reacted in a liquid state with acetic acid. A method for producing ethyl acetate, comprising:
【請求項2】 リンタングステン酸がドデカタングスト
リン酸である請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the phosphotungstic acid is dodecatungstophosphoric acid.
【請求項3】 プロトンの交換量が該リンタングステン
酸の有する総てのプロトン量の平均10〜90%である
請求項1記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the amount of exchanged protons is 10 to 90% on average of all the amount of protons contained in the phosphotungstic acid.
JP3273870A 1991-10-22 1991-10-22 Production of ethyl acetate Pending JPH05112491A (en)

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JP3273870A JPH05112491A (en) 1991-10-22 1991-10-22 Production of ethyl acetate
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DE69207705T DE69207705T2 (en) 1991-10-22 1992-10-21 Process for the production of ethyl acetate
EP92118006A EP0538826B1 (en) 1991-10-22 1992-10-21 Process for producing ethyl acetate

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8384167B2 (en) 2009-08-24 2013-02-26 Sony Corporation Semiconductor device with field effect transistor and manufacturing method thereof
JP2016113380A (en) * 2014-12-11 2016-06-23 昭和電工株式会社 Manufacturing method of aliphatic carboxylic acid ester

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